Question

3．A、B、C、D是中學化學常見單質，其中C、D是常見金屬，構成它們的元素的原子序數分別為a、b、c、d，且2（a+b）=3（c-a）；X、Y、Z、M、N、W、H、K是常見化合物，M為白色沉淀，它們之間有如圖轉化關系（圖中反應物和生成物中的H₂O已略去）

回答下列問題：
（1）寫出M的化學式Al（OH）₃；
（2）指出元素D在元素周期表中的位置四周期，VIII族；
（3）C、D與Y的濃溶液能形成原電池，寫出負極的電極反應式Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）寫出反應③的離子方程式Al³⁺+3AlO₂+6H₂O═4Al（OH）₃↓；
（5）25時，pH=5的W和N的水溶液中，由水電離出來的c（H⁺）濃度之比為1：10⁴．

Answer 1

分析 X$\stackrel{電解}{→}$A+B+Y，可以初步推斷X為NaCl溶液電解生成了H₂、Cl₂、NaOH；題中B+D→N以及N與H的相互轉化可知金屬D為變價金屬，應為Fe，則B為Cl₂，N為FeCl₃，H為FeCl₂，由轉化關系可知W為HCl，則A為H₂，Y為NaOH，金屬C可與氫氧化鈉溶液反應，應為Al，則Z為NaAlO₂，K為AlCl₃，M為Al（OH）₃，以此解答該題．

解答 解：（1）由以上分析可知M為，故答案為：Al（OH）₃；
（2）D為Fe，位于周期表四周期，VIII族，故答案為：四周期，VIII族；
（3）由于鋁與氫氧化鈉溶液反應，而鐵不反應，形成原電池時，鋁為負極，被氧化生成AlO₂^-，電極方程式為Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al+4OH^--3e^-═AlO₂^-+2H₂O；
（4）轉化關系中反應③是Z（NaAl0₂）+K（AlCl₃）→M（Al（OH）₃）的離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂+6H₂O═4Al（OH）₃↓；
（5）25℃時，PH=5的HCl溶液和FeCl₃的水溶液中由H₂O電離出來的H⁺離子濃度之比，依據溶液中存在的離子積常數計算，PH=5的HCl溶液中[H⁺]酸•[OH^-]水=10^-14；[H+]水=[OH-]水=10^-9mol/L；PH=5的FeCl₃的水溶液中存在水解平衡溶液中存在離子積[H⁺]水•[OH^-]剩余=10^-14；[H⁺]水=[OH^-]水=10^-5；25℃時，PH=5的HCl溶液和FeCl₃的水溶液中由H₂O電離出來的H⁺離子濃度之比為10^-9：10^-5=1：10⁴   故答案為：1：10⁴．

點評 本題考查了元素化合物的物質推斷，為高考常見題型，側重考查學生的分析能力，題目涉及飽和食鹽水的電解產物的分析判斷，鋁及其化合物、鐵及其化合物的性質應用，水溶液中的離子積的應用，綜合性較強，難度較大．